Спосіб виготовлення фосфогіпсового в’яжучого із фосфогіпсу

Реферат: Спосіб виготовлення фосфогіпсового в'яжучого із фосфогіпсу включає нейтралізацію фосфогіпсу-дигідрату, сушіння, випал, помел, введення суперпластифікатора. Нейтралізацію здійснюють шляхом змішування фосфогіпсу-дигідрату із портландцементом у кількості 3…6 % від маси сухого фосфогіпсу, що вводиться у вигляді 0,5…0,8% водної суспензії, переміщування фосфогіпсу-дигідрату із водною суспензією портландцементу до сушіння і помел в'яжучого після випалу здійснюють у бігунах. Введення суперпластифікатора полікарбоксилатного чи поліакрилатного типу у кількості 0,3…0,5 % за масою проводять при замішуванні отриманого після помелу в'яжучого з водою. UA 114682 U (12) UA 114682 U UA 114682 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до промисловості будівельних матеріалів та може бути використана на підприємствах з виготовлення гіпсових в'яжучих і виробів з них. Відомий спосіб виготовлення гіпсового в'яжучого із фосфогіпсу-дигідрату, що включає нейтралізацію фосфогіпсу-дигідрату вапняною суспензією, сушіння, випал і помел в кульовому млині [Стонис С.Н., Кукляускас А.І., Бачаускене М.М. Особенности получения строительного гипса из фосфогипса. - Строительные материалы, 1989. - № 2. - С. 14]. Недоліком цього способу є висока водопотреба в'яжучого (70-80 %), короткі строки тужавлення (початок тужавлення 2…20 хвилин), низька міцність через 2 години твердіння на повітрі (0,8…1,2 МПа при стиску та 0,5…0,8 МПа при згині), а також складна технологія нейтралізації трьох кислотних залишків (Н3РО4, H2SO4 та HF) у фосфогіпсі-дигідраті, яка потребує переведення його в рідку пульпу, що викликає великі витрати палива та електроенергії на зневоднення фосфогіпсудигідрату. Відомий спосіб виготовлення гіпсового в'яжучого із фосфогіпсу-дигідрату, що включає нейтралізацію фосфогіпсу у водному розчині, сушіння, випал і кристалізацію нейтралізованого фосфогіпсу [Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник: Под общей редакцией А.В. Ферронской. - М.: Издательство АСВ, 2004. - С. 137-139]. Недоліком цього способу є висока водопотреба (60…80 %), короткі строки тужавлення (початок тужавлення 2…20 хвилин), низька міцність (2…5 МПа), а також складність технології виготовлення в'яжучого. Відомий також спосіб виготовлення гіпсового в'яжучого із фосфогіпсу-дигідрату, що включає підготовку суміші, флотацію, вакуум-фільтрування, сушіння, випал і помел в'яжучого. [Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник: Под общей редакцией А.В. Ферронской. - М.: Издательство АСВ, 2004. - С. 137-138]. Недоліком цього способу є висока водопотреба (60…80 %), короткі строки тужавлення (початок тужавлення 2…20 хвилин), низька міцність (2…5 МПа), а також складність технології виготовлення в'яжучого. Найближчим аналогом до запропонованого є спосіб виготовлення фосфогіпсового в'яжучого, що включає нейтралізацію фосфогіпсу-дигідрату, сушіння, випал і помел у кульовому млині, за яким нейтралізацію шкідливих кислотних домішок здійснюють шляхом змішування фосфогіпсу-дигідрату до сушіння з негашеним вапном у кількості 2,5…3,0 % від маси в'яжучого (в перерахунку на СаО), а при помелі до складу в'яжучого додатково вводять суперпластифікатор полікарбоксилатного або поліакрилатного типу у кількості 0,6…0,8 % від маси в'яжучого [Дворкін Л.И., Мироненко А.В., Шестаков В.Л. та інші. Спосіб виготовлення фосфогіпсового в'яжучого. Патент України на корисну модель, № 28055 від 26.11.2007 р., Бюл. № 19]. Недоліком цього способу є подовжений цикл виготовлення гіпсового в'яжучого із фосфогіпсу, при якому нейтралізація фосфогіпсу-дигідрату негашеним чи гашеним вапном триває 1, 3 чи 7 діб в нормальних умовах, що зменшує продуктивність приготування гіпсового в'яжучого із фосфогіпсу. Крім цього при випалі фосфогіпсу-дигідрату із зазначеною кількістю вапна можуть відбуватися хімічні процеси денейтралізації трьох кислотних залишків у фосфогіпсі-дигідраті при температурах 150-180 °C, що супроводжується їх шкідливими випарами у гіпсоварильному цеху. В основу корисної моделі поставлена задача прискорення нейтралізації фосфогіпсу при гідратації цементу у суміші із фосфогіпсом, що призводить до прискорення технологічного процесу виготовлення гіпсового в'яжучого і тим самим до підвищення його продуктивності. Поставлена задача вирішується тим, що у способі виготовлення фосфогіпсового в'яжучого із фосфогіпсу, що включає нейтралізацію фосфогіпсу-дигідрату, сушіння, випал, помел, введення суперпластифікатора, згідно з корисною моделлю, нейтралізацію здійснюють шляхом змішування фосфогіпсу-дигідрату із портландцементом у кількості 3…6 % від маси сухого фосфогіпсу, що вводиться у вигляді 0,5…0,8-процентної водної суспензії, переміщування фосфогіпсу-дигідрату із водною суспензією портландцементу до сушіння і помел в'яжучого після випалу здійснюють у бігунах, а введення суперпластифікатора полікарбоксилатного чи поліакрилатного типу у кількості 0,3…0,5 % за масою проводять при замішуванні отриманого після помелу в'яжучого з водою. Суть корисної моделі полягає в тому, що при інтенсивному змішуванні відвального фосфогіпсу вологістю до 30 % із портландцементом, створюються умови для гідратації останнього та нейтралізації фосфогіпсу в результаті виділення при гідролізі трикальцієвого силікату (основного мінералу цементу) - гідроксиду кальцію, який активно реагує із кислотними залишками, що містяться у фосфогіпсі. 1 UA 114682 U 5 10 15 20 При наступних технологічних операціях - сушінні, випалі та помелі із наступним введенням добавок суперпластифікаторів полікарбоксилатного чи поліакрилатного типу створюються умови для ефективного проявлення в'яжучих властивостей отриманого матеріалу. Нейтралізація фосфогіпсу гідроксидом кальцію, що виділяється при гідратації цементу проходить значно швидше ніж нейтралізація фосфогіпсу гідроксидом кальцію, що отриманий при гашенні вапна. Це дозволяє прискорити технологічний процес виготовлення гіпсового в'яжучого із фосфогіпсу при забезпеченні його високої якості. Спосіб здійснюють наступним чином. Спочатку визначають абсолютну вологість партії фосфогіпсу, що йде на переробку. За цим додають до неї 3…6 % портландцементу, наприклад типу ПЦ-І-500 від маси сухого фосфогіпсу, що вводиться у вигляді 0,5…0,8-процентної водної суспензії, перемішують суміш на бігунах, доводячи її не менше ніж до 20 % вологості за 25-30 хвилин. Після цього гомогенізовану суміш фосфогіпсу та цементу висушують при температурі суміші 80-90 °C 1,5-2 години до залишкової вологості 8-12 % та завантажують у гіпсоварильний котел, що зв'язаний із атмосферою, де її варять при температурі суміші 160-180 °C 2-3 години. Потім зварене фосфогіпсове в'яжуче охолоджують до температури 20±5 °C та виконують помел на бігунах сухого помелу до заданого часткового залишку на ситі із діаметрами отворів 0,2 мм. Приготування гіпсового в'яжучого із фосфогіпсу перед формуванням виробів із нього або штукатурних сумішей здійснюють шляхом замішування його із водою при водо-гіпсовому відношенні В/Г=0,35…0,4 із попереднім введенням до води 0,3…0,5 % за масою на суху речовину від маси сухого в'яжучого суперпластифікатора полікарбоксилатного чи поліакрилатного типу. В табл. наведені порівняльні значення тривалості нейтралізації фосфогіпсу негашеним вапном та портландцементом типу ПЦ-І-500 та властивостей отриманого в'яжучого. Таблиця Початок/кінець Водневий Тривалість Міцність при Матеріал для тужавлення показник водної нейтралізації стиску у віці 2-х Матеріал нейтралізації гіпсового в'яжучого витяжки фосфогіпсу, годин на повітрі, фосфогіпсу із фосфогіпсу, фосфогіпсу - рН хвилин МПа хвилин Негашене Фосфогіпс 5 1400-1500 8-10/20-25 2…5 МПа вапно Портландцеме Фосфогіпс 5 нт типу ПЦ-І30-60 8-10/20-25 2…5 МПа 500 25 30 Згідно з показниками табл., нейтралізація фосфогіпсу портландцементом відбувається швидше чим гашеним або негашеним вапном приблизно на одну добу, дозволяє збільшити продуктивність виробництва фосфогіпсового в'яжучого і виготовляти його потоковим способом. Корисна модель може бути використана в технології виготовлення гіпсового в'яжучого із застосуванням техногенних відходів виробництва ортофосфорної кислоти - фосфогіпсу, що зменшить собівартість матеріалу за рахунок суттєвого підвищення продуктивності і спрощення технології його виробництва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб виготовлення фосфогіпсового в'яжучого із фосфогіпсу, що включає нейтралізацію фосфогіпсу-дигідрату, сушіння, випал, помел, введення суперпластифікатора, який відрізняється тим, що нейтралізацію здійснюють шляхом змішування фосфогіпсу-дигідрату із портландцементом у кількості 3…6 % від маси сухого фосфогіпсу, що вводиться у вигляді 0,5…0,8 % водної суспензії, переміщування фосфогіпсу-дигідрату із водною суспензією портландцементу до сушіння і помел в'яжучого після випалу здійснюють у бігунах, а введення суперпластифікатора полікарбоксилатного чи поліакрилатного типу у кількості 0,3…0,5 % за масою проводять при замішуванні отриманого після помелу в'яжучого з водою. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2